快速测血尿酸仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种快速测血尿酸仪，包含采血装置,显示装置,控制装置，控制装置与采血装置、显示装置相连；所述采血装置包括采血试条及试条接口；所述控制装置包括放大电路模块，操作按钮、电源模块、电流采集模块、处理器模块及模数转换模块；所述显示装置为显示屏；所述采血试条通过试条接口与放大电路模块连接，放大电路模块的输出与电流采集模块的输入相连接，电流采集模块的输出与模数转换模块的输入相连接，模数转换模块的输出与处理器模块的输入相连接，处理器模块的输出与显示屏相连接；所述操作按钮及电源模块与处理器模块相连接。本发明操作简便，准确度相对较高，较适于尿酸的精确测定，样品无需事先进行处理，且设备价格较低，无需专业分析人员，操作简单易掌握，适于单个批量试样的分析作业，利于推广到家庭中使用，有利于仪器的小型化，适于非专业人员操作。
【专利说明】快速测血尿酸仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗装置领域，尤其涉及一种快速测血尿酸仪。
【背景技术】
[0002]痛风是由于嘌呤类物质代谢紊乱，尿酸产生过多和排泄减少，使血尿酸水平持续增高，尿酸盐结晶沉积于软组织所致的一组代谢性疾病。尿酸水平升高是痛风的生化基础，高尿酸血症是痛风发生的前期状态，痛风必伴高尿酸血症。近年来，痛风和高尿酸血症的发病率呈上升趋势,发病年龄呈低龄化,给社会带来了巨大的负担，并且与高血压、高尿酸血症、动脉粥样硬化、肥胖、胰岛素抵抗的发生密切相关，已成为中老年男性的常见病。但现有检测尿酸方法复杂繁琐，虽然方法各有不同，但均耗时较长，所需相关试剂多样，无形中同时也增加了定量检测血尿酸的成本。
[0003]目前已报道的测定尿酸的方法有重量法、滴定法、还原法和酶法等。重量法和滴定法操作繁琐，而且准确度低，不适于尿酸的精确测定；临床上通常采用还原法和酶比色法。用还原法检测，尿酸在碱性条件下被磷钨酸氧化成尿素，磷钨酸被还原成钨蓝，后者生成量与尿酸含量成正比。其缺点是:血样中的抗坏血酸易干扰。样品必须事先进行脱蛋白处理，需要昂贵设备和专业分析人员。酶法分为酶联光度法和酶联电化学法，前者常用于医院的自动生化分析仪，适于大批量试样的分析作业，但是血液分析前经离心分离为血清或血浆，要求专业人员和专门的试剂，不适于家庭中使用。
[0004]现有技术中最常用的是高效液相色谱法(High Performance LiquidChromatography \ HPLC)又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”等。高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析。
[0005]高效液相色谱法是较常用，较基本的尿酸检测方法，它的操作主要要注意以下几点:1.标准对照品及样品的制备与全处理:I)标准对照品制备:将尿酸用11.0mmol/ L的混合标准溶液SI，将SI倍比稀释5次至S6。2)样本收集:收集受试者24h尿液，用甲苯防腐，准确记录尿量，混匀后取约5ml，同时取静脉血3ml，及时分离血清，与尿液一起置于-20 e下，于一周内分析。3)准确吸取系列混合标准液，血清及40倍稀释的尿液0.1ml,滴加1.9ml甲醇在镟润振荡器上混匀，于6000r/ min离心lOmin，取上清液1.2ml置于干净试管中，在氮气流下吹干，分析前以流动相0.3ml复溶，镟混Imin,自动进样40ul进行色谱分析。2.色谱条件:分析柱:Shim- packCLC- ODS 15cm ) 0.6cm 预柱 Shim- packCLC G- ODS ( 4);流动相 0.02mol/ L KH2P04。3.用磷酸调 PH 3.2;流速 lml/ min,柱温 35e AUFS 0.001;波长 233nm。
上述现有技术的不足之处在于:
I需要复杂的预处理，包括标准对照品及样品的制备与处理。
[0006] HPLC是目前生物样品药物分析中应用广泛、发展迅速的一种分析方法，其检测法虽然简单，但由于生物样品组分复杂，特别是含大量蛋白质等大分子杂质，易引起柱头堵塞而升高柱压；另外试样中药物浓度较低，需进一步富集才能检出，都需要对试样进行适当的前处理，以使药物净化、富集。通常的方法是进行液液萃取，但存在诸如易产生乳化、杂质较多、回收率低、需要的样品量大等缺点。有的情况下，缩短了实验时间，会导致一些难分离物质无法分开。且其在本身设备设计上也有其缺点。
[0007]2需要专门的检测仪器(如紫外检测器)和复杂的柱切换设备。
[0008]3所用到的试剂一般都有毒。
[0009]4抗干扰性较差，准确度易受样品预处理时样品降解或样品不纯、样品蒸发、样品前处理不当、内标物配置不当、进样问题、峰高峰面积积分值不准确等原因的影响。流动相溶剂的纯度和质量对分析结果和仪器本身都有重要影响。溶剂中的各种痕量杂质不仅会造成较高的基线和鬼峰，进而影响定性定量分析结果，而且可能会污染分离柱和堵塞系统，造成仪器出现故障。
[0010]5操作复杂，需要专门的检测人员。
[0011]6价格较高。
[0012]而本发明与之采用的是完全不同的技术方案。不需要前期的复杂样品制备，灵敏度高，直接取手指血几毫升， 电极制备简单，响应快，使用方便，操作简便易懂便于推广。且本发明价格较低，携带方便，便于推广至家庭中使用，考察尿酸在修饰电极上的电化学行为表明，该修饰电极提高了电流响应的灵敏度。具有选择好、灵敏度和稳定性高等优点。
[0013]在优化的条件下，尿酸在修饰电极上的氧化峰电流显著增强，具有稳定性和重现性好等特点。
[0014]本发明提供一种基于家庭保健和各级医院应用的一种方便、快速测量血液尿酸含量的设备，减少病人去医院的不便和降低病人医疗开支。酶联电化学法特别有利于仪器的小型化和适于非专业人员操作。应用电化学法测定人体血和尿中尿酸的浓度，是一种准确、快速、简便的方法，对人体血液中尿酸的定量分析无论是在药物控制方面，还是在临床诊断方面，都具有重要意义。
【发明内容】
[0015]本发明要解决的技术问题在于克服上述不足，提供一种快速测血尿酸仪，通过采用铁氰化钾作为媒介体，将尿酸氧化酶固定在羧甲基纤维素钠处理过的碳电极表面，研制成一种尿酸生物传感器。借助三电极体系测得化学反应所释放的电流，间接测出被测溶液中尿酸的含量。本发明的技术方案包含采血装置，显示装置，控制装置，控制装置与采血装置、显示装置相连。采血装置包括采血试条及试条接口 ；控制装置包括放大电路模块，操作按钮、电源模块、电流采集模块、处理器模块及模数转换模块；显示装置为显示屏。采血试条通过试条接口与放大电路模块连接，放大电路模块的输出与电流采集模块的输入相连接，电流采集模块的输出与模数转换模块的输入相连接，模数转换模块的输出与处理器模块的输入相连接，处理器模块的输出与显示屏相连接；操作按钮及电源模块与处理器模块相连接。
[0016]采血试条包括绝缘基底，在绝缘基地上设有工作电极、参比电极和对电极，工作电极、参比电极和对电极引出导线及接点，覆盖在部分电极、导线及部分接点上的绝缘层，设置在未覆盖绝缘层的工作电极、参比电极、对电极上的试剂层，在试剂层的边缘粘贴垫片上加盖亲水性膜，由试剂层，垫片和亲水性膜围成血样反应腔。导线和接点为导电材料，工作电极、参比电极、对电极是用丝网技术印制在绝缘基底的碳电极。导线是印制在绝缘基底上的银轨，接点是印制在绝缘基底上的碳层。试剂层包含牛血清蛋白，电子媒介体，粘结剂和PH缓冲剂。垫片厚度为70-120微米，两垫片的间距为2毫米。血样反应腔的大小限制了血液的进样量，使测定更准确，亲水膜能加快血液的吸入，缩短测定时间。电子媒介体为铁氰化钾。该采血试条能有效去除血液中的其他成分的干扰，可以快速准确地测定全血中尿酸浓度，具有自吸进样功能，使用方便；且制作方法简单，特别适于大批量生产。本发明的采血试条采用三极电测量体系，形成的电流经试条接口，流向放大电路模块，经电流采集模块采集电流信号后，由模数转换模块处理流向处理器模块，处理器模块进行既定的转换程序计算出浓度后显示在显示屏上。模数转换模块可以是模数转换器。
[0017]优选的控制装置可以包括有实时时钟模块，所述处理器模块的输出与实时时钟的输入相连接，实时时钟的输出与显示屏相连接。实时时钟模块可以采用S-3530A实时时钟芯片。该实时时钟模块具有高精度低功耗的特点，工作晶振频率32K，并设有节电模式，可以在血尿酸仪不工作的时候使其进入节电模式，节省电池电量。且自动计算闰年，并且以BCD码格式表示年月日时间数据，为处理器模块的读写提供很大方便。
[0018]优选的控制装置包括电源开关模块，与电源模块及处理器模块相连接。设计电源开关电路，当关机时除了处理器模块和实时时钟可以直接通过电源模块供电以外，其他模块的电源被全部切断，然后使处理器模块和实时时钟模块进入休眠或节电状态，可以大大节省待机的耗电，延长使用时间。处理器模块的唤醒通过中断实现，当按下特定操作按钮时产生一个按键中断，由此唤醒处理器模块并为其他模块接通电源，血尿酸仪重新进入工作状态。
[0019]优选的处理器模块设有存储器，用于存储测量数据。
[0020]
本发明与现有技术相比具有的有益效果是:
1.操作简便，准确度相对较高，较适于尿酸的精确测定；
2.样品无需事先进行处理，且设备价格较低；
3.无需专业分析人员，操作简单易掌握；
4.适于单个批量试样的分析作业，利于推广到家庭中使用；
5.有利于仪器的小型化，适于非专业人员操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明装置结构图；
图2为本发明模块结构图；
图3为本发明采血试条结构图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
[0023]实施例一，参见图1，图2，图3。[0024]本发明要解决的技术问题在于克服上述不足，提供一种快速测血尿酸仪，通过采用铁氰化钾作为媒介体，将尿酸氧化酶固定在羧甲基纤维素钠处理过的碳电极表面，研制成一种尿酸生物传感器。借助三电极体系测得化学反应所释放的电流，间接测出被测溶液中尿酸的含量。本发明的技术方案包含采血装置，显示装置，控制装置，控制装置与采血装置、显示装置相连。采血装置包括采血试条及试条接口 ；控制装置包括放大电路模块，操作按钮、电源模块、电流采集模块、处理器模块及模数转换模块；显示装置为显示屏。采血试条通过试条接口与放大电路模块连接，放大电路模块的输出与电流采集模块的输入相连接，电流采集模块的输出与模数转换模块的输入相连接，模数转换模块的输出与处理器模块的输入相连接，处理器模块的输出与显示屏相连接；操作按钮及电源模块与处理器模块相连接。
[0025]采血试条包括绝缘基底15，在绝缘基底15上设有工作电极9、参比电极7和对电极8，工作电极9、参比电极7和对电极8引出导线6、4、5及接点3、1、2，覆盖在部分电极9、
7、8、导线6、4、5及部分接点3、1、2上的绝缘层14，设置在未覆盖绝缘层14的工作电极9、参比电极7、对电极8上的试剂层10，在试剂层10的边缘粘贴垫片11，垫片11上加盖亲水性膜12，由试剂层10，垫片11和亲水性膜12围成血样反应腔13。导线6、4、5和接点3、1、2为导电材料，工作电极9、参比电极7、对电极8是用丝网技术印制在绝缘基底I的碳电极。导线6、4、5可以是印制在绝缘基底I上的银轨，接点3、1、2是印制在绝缘基底I上的碳层。试剂层10包含牛血清蛋白，电子媒介体，粘结剂和PH缓冲剂。垫片11厚度为70-120微米，两垫片11的间距为2毫米。血样反应腔13的大小限制了血液的进样量，使测定更准确，亲水性膜12能加快血液的吸入，缩短测定时间。电子媒介体为铁氰化钾。
[0026]称取0.006g羧甲基纤维素钠(CMC)，溶解到100mL水中，用磁力搅拌器进行搅拌待充分溶解后，用中速定性滤纸过滤，保留滤液，然后取IOmlCMC液，加入800u尿酸氧化酶，再加入500mg K4FeCN6摇匀 至完全溶解，然后保存在5度下冰箱里备用。称取80mgLI2C03溶入15ml水中，室温下溶解至饱和，然后用定性滤纸过滤,去洛，于滤液中加入IOOmg尿酸,50-60度水浴至尿酸完全溶解,冷却后用水稀释至100ml,得到1000mg/L的尿酸母液，4度下保存备用。称取12.4gNa2B407和4.8GKH2P04,水溶解至1L，摇匀即可得到缓冲液(PH8.5)。先用制备的CMC对传感器的两个碳电极进行预处理一次，待晾干后，在点样机(美国，xyz-2500型)上吸取配好的尿酸酶液，然后将反应试剂等量点在工作电极9、对电极8和参比极7之上，优选的在碳电极各点上约0.5ul的尿酸酶液，然后，放置在干净的地方晾IOh即可。
[0027]该采血试条能有效去除血液中的其他成分的干扰，可以快速准确地测定全血中尿酸浓度，具有自吸进样功能，使用方便；且制作方法简单，特别适于大批量生产。本发明的采血试条采用三极电测量体系，形成的电流经试条接口，流向放大电路模块，经电流采集模块采集电流信号后，由模数转换模块处理流向处理器模块，处理器模块进行既定的转换程序计算出浓度后显示在显示屏上。模数转换模块可以是模数转换器。
[0028]控制装置可以包括有实时时钟模块，所述处理器模块的输出与实时时钟的输入相连接，实时时钟的输出与显示屏相连接。实时时钟模块可以采用S-3530A实时时钟芯片。该实时时钟模块具有高精度低功耗的特点，工作晶振频率32K，并设有节电模式，可以在血尿酸仪不工作的时候使其进入节电模式，节省电池电量。且自动计算闰年，并且以BCD码格式表示年月日时间数据，为处理器模块的读写提供很大方便。
[0029]控制装置包括电源开关模块，与电源模块及处理器模块相连接。设计电源开关电路，当关机时除了处理器模块和实时时钟可以直接通过电源模块供电以外，其他模块的电源被全部切断，然后使处理器模块和实时时钟模块进入休眠或节电状态，可以大大节省待机的耗电，延长使用时间。处理器模块的唤醒通过中断实现，当按下特定操作按钮时产生一个按键中断，由此唤醒处理器模块并为其他模块接通电源，血尿酸仪重新进入工作状态。
[0030]处理器模块设有存储器，用于存储测量数据。
[0031]处理器模块可以选取Silicon labs C8051F410单片机。内部集成了丰富的外围模拟设备，使用户可以充分利用其丰富的硬件资源。利用C8051F410单片机中12位的A/D转换器用来做小信号测量，小信号电流经过电流采样电路最终转换为电压由该A/D采样，然后以既定的转换程序计算出浓度显示在显示屏上。利用12位的D/A转换器可以输出精确稳定的参比电压用于三电极电化学测量过程，由于D/A的输出可以由程序编程任意改变，因此可以很方便的通过改变D/A值来改变参比电压与工作电压之间的压差，而且可以12位的精度保证了压差的稳定，有效提高测量精度。内部具有32/16kB的Flash存储器可用于存储测量数据。血尿酸仪需要将每次测量数据及日期记录在非易失性存储介质中，通常采用Flash存储器，在有电源的情况下用于记录数据，在每次血尿酸仪关机的时候再将数据写入Flash中，提高血尿酸仪测量效率。
[0032]本发明可以采用一块PDM1621-893的定制液晶模块作为显示屏，进行人机界面操作，该模块可以实现诸如实时时钟，电池电量，测量单位，报警信号，代码提示等多种显示，另外结合对三位七 段数码显示的编程可以在多个工作模式下提供尽可能丰富的提示信息。
【权利要求】
1.一种快速测血尿酸仪，其特征在于:包含采血装置，显示装置，控制装置，控制装置与采血装置、显示装置相连； 所述采血装置包括采血试条及试条接口； 所述控制装置包括放大电路模块，操作按钮、电源模块、电流采集模块、处理器模块及模数转换模块； 所述显示装置为显示屏； 所述采血试条通过试条接口与放大电路模块连接，放大电路模块的输出与电流采集模块的输入相连接，电流采集模块的输出与模数转换模块的输入相连接，模数转换模块的输出与处理器模块的输入相连接，处理器模块的输出与显示屏相连接； 所述操作按钮及电源模块与处理器模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述采血试条包括绝缘基底，在绝缘基地上设有工作电极、参比电极和对电极，工作电极、参比电极和对电极引出导线及接点，覆盖在部分电极、导线及部分接点上的绝缘层，设置在未覆盖绝缘层的工作电极、参比电极、对电极上的试剂层，在试剂层的边缘粘贴垫片上加盖亲水性膜，由试剂层，垫片和亲水性膜围成血样反映腔。
3.根据权利要求2所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述导线和接点为导电材料，工作电极、参比电极、对电极是用丝网技术印制在绝缘基底的碳电极。
4.根据权利要求3所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述导线是印制在绝缘基底上的银轨，接点是印制在绝缘基底上的碳层。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述试剂层包含牛血清蛋白，电子媒介体，粘结剂和PH缓冲剂。
6.根据权利要求2或3或4所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述垫片厚度为70-120微米，两垫片的间距为2毫米。
7.根据权利要求5所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述电子媒介体为铁氰化钾。
8.根据权利要求1所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于所述控制装置包括实时时钟模块，所述处理器模块的输出与实时时钟的输入相连接，实时时钟的输出与显不屏相连接。
9.根据权利要求1或8所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述控制装置包括电源开关模块，与电源模块及处理器模块相连接。
10.根据权利要求1或8所述的一种快速测血尿酸仪，其特征在于:所述处理器模块设有存储器，用于存储测量数据。
【文档编号】G01N27/26GK104000601SQ201310056113
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】谭唱, 汪悦, 汪云逸 申请人:谭唱, 汪悦, 汪云逸, 王一荃, 王莉, 杨莉, 曹芳, 赵宇栋